sistema de detección de fugas de gas

¿ES CAPAZ SU
SISTEMA DE DETECCIÓN DE FUGAS DE GAS
DE LOCALIZAR FUGAS?
LA
VENTAJA DEL ULTRASONIDO
Todas las tecnologías empleadas tradicionalmente en insta-
dos de alta frecuencia emitidos por todas las fugas de gas a
laciones fijas para la detección de fugas de hidrocarburos
alta presión. Gracias a esta exclusiva tecnología de detección
gaseosos, como los sensores de combustión catalítica o
de ultrasonidos, no es necesario que el propio gas de fuga
de infrarrojos puntual o los sensores por infrarrojos de
alcance el sensor, sino tan solo el sonido de la fuga de gas.
haz abierto, tienen una limitación: para que sea posible
detectar una fuga, el propio gas debe encontrarse junto al
Al contrario que otras tecnologías, los detectores de fugas
detector o dentro de una zona predefinida. Por desgracia,
de gas por ultrasonidos de MSA no precisan una alineación
las condiciones ambientales al aire libre, como los cambios
óptica delicada que pudiera verse afectada por la vibración,
en la dirección del viento o la dispersión rápida de la nube
la lluvia, la niebla o la radicación solar. Tampoco pueden satu-
de gas desde una instalación a la intemperie con fugas,
rarse por gases venenosos o altamente concentrados. Todo lo
provocan a menudo el fallo de los sistemas tradicionales de
contrario: el micrófono de acero inoxidable del detector no
detección de gas por el simple motivo de que el gas nunca
precisa mantenimiento alguno.
llega a alcanzar el detector.
La
2
tecnología
de
autocomprobación
patentada
Los detectores de fugas de gas por ultrasonidos de MSA se
Senssonic™ garantiza la integridad absoluta y el funcion-
basan en una tecnología de micrófono sensible: localizan
amiento a prueba de fallos de nuestro detector de fugas de
fugas en exteriores detectando los inconfundibles ultrasoni-
gas más vanguardista, el UltraSonic EX-5.
LOS
PRODUCTOS Y SERVICIOS
DE MSA
Los productos de MSA han sido desarrollados en estrecha
El UltraSonic EX-5
cola­boración con los proveedores líderes mundiales de petróleo
· Envolvente antideflagrante "Ex d" de acero inoxidable
y gas para garantizar un funcionamiento fiable en algunos de
· Tecnología de autocomprobación SENSSONIC™ para un
los entornos más rigurosos del planeta. Todos los productos
funcionamiento a prueba de fallos
INQUIETUDES
de MSA han sido diseñados para resistir entornos fuerte-
· Salida analógica de 4-20 mA con HART 6.0
Inmunidad al ruido de fondo
mente corrosivos y condiciones atmosféricas en continuo
· Interfaz de comunicación Modbus RS 485
La mayoría de fuentes de ruido (máquinas, turbinas,
cambio. Están diseñados para monitorizar de forma perma-
· Certificado según ATEX, IECEx, CSA/FM
generadores) generan un sonido por debajo de la gama
nente instalaciones de gas terrestres y marinas asistidas o
de frecuencias detectables por los detectores de MSA.
automáticas. Las ubicaciones de las instalaciones incluyen
El UltraSonic IS-5
zonas árticas remotas, así como condiciones desérticas.
· Envolvente de seguridad intrínseca "Ex i" de acero
inoxidable
Todos los detectores de fugas de gas por ultrasonidos de MSA
· Salida analógica de 4-20 mA
se basan en la probada tecnología de micrófono robusto. Los
· Indicación visual local (LED)
detectores son dispositivos con un mantenimiento mínimo
· Certificado según ATEX, IECEx
que pueden probarse y calibrarse fácilmente­in situ con una
unidad portátil. La gama de productos incluye:
No obstante, para garantizar que los detectores de fugas de gas por ultrasonidos no se vean afectados por
otras fuentes de ruido presentes in situ, generalmente
se recomienda realizar un estudio del mapa de ruido de
fondo antes de efectuar la instalación.
Falsas alarmas
Las descargas de aire espontáneas desde determinados
equipos industriales también podrían activar un detector de fugas de gas por ultrasonidos. Por consiguiente,
los detectores de MSA integran una función de retardo
para evitar que se produzcan este tipo de falsas alarmas.
3
¿QUÉ
SON LOS ULTRASONIDOS?
Una onda sonora es, simplemente, un impulso de presión en
oído humano, pueden detectarse por la tecnología de micró-
el aire detectado por el oído humano de igual forma que lo
fono especial de MSA, que forma parte de los detectores de
detecta un micrófono. El oído humano únicamente puede
fugas de gas de MSA. Cuando se libera gas a presión a través
percibir ondas sonoras dentro de la gama de frecuencias de
de un orificio o de una fisura, la fuga genera un ruido acústico
20 Hz a 20 kHz.
de "banda ancha" que abarca desde la gama de frecuencias
audible hasta la gama de frecuencias de ultrasonidos.
Las ondas sonoras con una gama de frecuencias superior a
20 kHz se conocen, comúnmente, como ultrasonidos y, puesto
que se encuentran por encima de la gama perceptible por el
LA GAMA DE DETECCIÓN ACÚSTICA DEL ULTRASONIC EX-5 DE MSA
Dentro de esta gama se producen muy pocos ruidos de fondo. Sin embargo, el gas
de fuga provocará un ultrasonido claramente detectable dentro de esta gama. El
detector de fugas de gas de MSA responde al sonido que se encuentra dentro de
esta gama.
Índice de fuga de gas
•
El índice de fuga indica la cantidad de gas liberada en una
fuga por segundo. La unidad de medición del índice de fuga
es de kilogramos/segundo (kg/s).
•
Una fuga de gas que genere un índice de fuga elevado
supone un riesgo, puesto que puede acumularse rápidamente formando una nube de gas explosiva y peligrosa.
•
20 HZ
OÍDO HUMANO
20 KHZ
ULTRASONIDO
Según estudios de dispersión de gas, un índice de fuga de gas
de 0,1 kg/s se considera una fuga de gas reducida. Por ejem-
100 KHZ
plo, una fuga de gas de 0,1 kg/s puede formarse por una fuga
de 4 mm con una presión del gas de 40 bar (700 psi).
SONIDO ACÚSTICO DENTRO DE la gama de frecuencias de la audición humana.
La mayoría del ruido de fondo en plantas y otras instalaciones industriales, incluidos turbinas, motores y compresores, se encuentra dentro de esta gama de frecuencias. Los detectores de MSA no responden dentro de esta zona.
Sonido acústico dentro de la gama de frecuencias de la audición humana.
4
SONIDO ACÚSTICO POR ENCIMA DE
la gama de frecuencias de la audición
humana.
•
La tecnología de detección por ultrasonidos de MSA puede
detectar una fuga con un índice de 0,1 kg/s a una distancia
de hasta 20 m.
La mayoría del ruido de fondo en plantas y otras instalaciones industriales, incluidos turbinas, motores y compresores, se encuentra dentro de esta gama de frecuencias. Los detectores G
LA NATURALEZA
DEL GAS DE FUGA
PRUEBAS DE CAMPO
EN UNA INSTALACIÓN MARINA
han demostrado que una brida para tuberías de
gas a presión con una fuga de 3 mm y una presión
de gas de 55 bar emite una nube de gas de aproximadamente 4 metros de longitud por 2 metros
La concentración del gas de fuga es siempre mayor cuanto
incluso fugas de gas muy grandes se diluyen rápidamente y
más cerca se esté del origen de fuga y disminuye gradual-
se ven enormemente afectadas por los cambios en la direc-
mente a medida que se aleja de la fuente. Las tecnologías de
ción del viento, lo que hace que resulte muy difícil detectar-
detección tradicionales se basan en un aumento de la con-
las. En lugar de medir una concentración en LEL, la tecnología
centración del gas de fuga. En instalaciones de gas en espa-
de detección por ultrasonidos de MSA detecta al instante
cios interiores cerrados, este tipo de tecnologías funcionan
fugas de gas con un índice de fuga predeterminado.
relativamente bien. Sin embargo, en instalaciones exteriores,
de ancho. Las mediciones efectuadas en el centro
de la nube de gas mostraron concentraciones del
100% LEL. Sin embargo, tan solo a 7 metros por
delante de la fuga o a 1 metro de cualquiera de los
laterales de la nube de gas, la concentración de la
fuga se redujo al 0% LEL. En esta prueba de campo
práctica, ninguno de los detectores fijos disponibles en el complejo de la plataforma reaccionaron
a la fuga. Por el contrario, el ultrasonido emitido
por la propia fuga fue detectado de inmediato por
la tecnología de detección de fugas de MSA a una
2 ME TROS
R ADIO DE DE T ECCIÓN DE
UNA FUGA DE GAS TÍPIC A
distancia de hasta 19 metros.
0-5% LEL
4 M E TRO S
5-25% LEL
FUGA DE GAS
55 BAR
6
Comparativa del árbol de EVENTOS
EN LOS ESCAPES DE GAS
Los operarios del sector petroquímico buscan de forma con-
o avanzar, influye considerablemente en una reducción del
tinua modos de reducir el riesgo, evitar pérdidas y garantizar
riesgo de que se produzca un accidente a mayor escala. Los
una producción segura y fiable. Uno de los elementos clave
sistemas de detección de gases tradicionales deben esperar
para lograr todo esto e incrementar la eficiencia general es
a que el gas forme una nube de vapor, que puede o no
reducir el tiempo de respuesta del sistema de detección de
inflamarse y que puede o no provocar una reducción de las
incendios y gases.
pérdidas permitiendo desconectar a tiempo la instalación
de gas. Los detectores de fugas de gas por ultrasonidos se
El árbol de desarrollo de escapes de gas inferior muestra los
activan a la velocidad del sonido a partir del inicio de la fuga
efectos de una fuga de gas. Es evidente que el desarrollo de
de gas, sin verse afectados por los cambios en la dirección del
la tecnología adecuada para detectar los peligros en el esta-
viento ni por la dilución del gas.
dio más temprano (inicio), antes de que puedan desarrollarse
Árbol de desarrollo de un escape de gas
Escape de gas
Inflamación
inmediata
Formación e inflamación de la nube
de vapor
Lluvia líquida e
ignición
Se produce una
explosión
Producto
químico tóxico
Sí
Consecuencia
Dardo de fuego
Sí
Explosión de nube de
vapor
Sí
No
Llamaradas
No
Sí
No
Incendio del derrame
Sí
No
Detección de
gas por ultrasonidos
Detección de gas
convencional
No
Exposición tóxica
Sin consecuencias,
pero impacto medioambiental
7
CÓMO GARANTIZAR
UN FUNCIONAMIENTO A
PRUEBA DE FALLOS
2 M E T R ES
En la instrumentación de campo, en especial en entornos
DE TEC TION R ADIUS OF
transmite por el aire
señal
ultrasonido
A Tuna
YPIC
AL de
GAS
LEAK al sistema de
exteriores rigurosos, pueden ocurrir fallos o averías. Lo que
micrófono del detector. Esto garantiza la comprobación con-
NO es aceptable es que estos fallos o averías no se detecten,
tinua del micrófono y del sistema electrónico dentro de las
especialmente si afectan a la seguridad. La tecnología de
tolerancias predefinidas, así como el aviso al operario en el
autocomprobación SENSSONIC™ cumple el reto de garantizar
caso de que el detector no supere esta comprobación regular.
0-5% LEL
un funcionamiento a prueba de fallos4de
MEnuestro
TR E S detector de
fugas de gas por ultrasonidos más vanguardista.
5-25% LEL asegura un funcionamiento fiable
La tecnología SENSSONIC™
100%
LELde los detectores de fugas de gas por
y a prueba de
fallos
La tecnología de autocomprobación SENSSONIC™ ofrece
ultrasonidos de MSA, protegiendo así sus bienes y garanti-
una prueba de integridad acústica absoluta del detector de
zado la seguridad del personal en sus instalaciones industri-
fugas de gas por ultrasonidos UltraSonic EX-5 cada 15 minu-
ales.
tos, empleando un transductor de sonido de alta calidad que
GAS LEAK
7
55 BAR
5
IMPLEMENTACIÓN
DE SISTEMAS DE MSA
deben decidirse la presión de gas del sistema, así como el
nivel de ruido de fondo medio del ultrasonido acústico en la
zona que desea cubrirse. Si la instalación de la planta aún está
en construcción, es posible consultar a MSA para determinar
las ubicaciones óptimas.
Configuración de la planta
Para determinar el nivel de activación óptimo de los detectores de MSA en una ubicación concreta y, en consecuencia,
decidir el radio de cobertura, puede efectuarse un mapa del
ruido de fondo de ultrasonido. MSA puede ayudar a los clientes a hacerlo.
Puesta en funcionamiento del
sistema in situ
Un sistema de detección de fugas de gas por ultrasonidos
puede ponerse en funcionamiento mediante la simulación de
8
fugas de gas nitrógeno con un índice de fuga de 0,1 kg/s, por
Para garantizar el máximo rendimiento de un sistema
sistemas de colectores, zonas de bocas de pozos, etc., pueden
de detección de fugas de gas por ultrasonidos es preciso
constituir fuentes de fuga potenciales en instalaciones de
tener en cuenta determinados factores.
gas a alta presión.
Consideraciones iniciales
Determinar el tamaño de una fuga
Mantenimiento regular
En primer lugar, debería considerarse qué instalaciones se
La siguiente decisión que debe tomarse es qué tamaño debe
Generalmente, los detectores de MSA no precisan de manten-
desea monitorizar ¿se trata de una instalación abierta o muy
tener la fuga para que sea posible detectarla. Los detectores
imiento ni de calibración. No obstante, si las regulaciones de
congestionada? Uno debería ser consciente de que todas las
de fugas de gas de MSA son capaces de detectar fugas de
la planta así lo exigen, puede utilizarse una unidad de com-
piezas de unión, incluidas las bridas para tuberías, válvulas,
tan solo 2 mm. Para instalar los detectores de forma óptima,
probación portátil.
ejemplo. De este modo se verificará que el sistema de detección localiza fugas según los estándares de rendimiento predefinidos.
Autónomo o en
combinación
Los detectores de fugas de gas por
ultrasonidos de MSA pueden utilizarse
de forma aislada o en combinación
con métodos de detección tradicionales.
TECNOLOGÍAS
TRADICIONALES DE
DETECCIÓN DE GAS
Detección por infrarrojos
puntual
Tecnología de detección:
Luz infrarroja
Cobertura:
El gas debe entrar en contacto físico
con el detector
Detección por combustión
catalítica puntual
Tecnología de detección:
Sensor catalítico
Cobertura:
El gas debe entrar en contacto físico
con el detector
Detección por infarrojos de
haz abierto
Tecnología de detección:
Luz infrarroja
Cobertura:
El gas debe pasar a través de un haz
predefinido de luz infrarroja
9
MSA Española, S.A.U.
Narcís Monturiol, 7
Pol. Ind. del Sudoeste
08960 Sant-Just Desvern
(Barcelona)
España
Tel +34 (0)93 372 51 62
Fax +34 (0)93 3726657
E-mail [email protected]
Delegaciones
Centro (91) 413 31 43/44
Norte (94) 454 08 93
639 35 03 33
Sur (95) 412 6584
639 35 03 32
Levante 620 2416 55
Galicia 618 01 46 54
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Más de 115 años de experiencia y de trabajo con soluciones
MSA es uno de los pocos proveedores de tecnología para
de seguridad de gran envergadura han convertido a MSA en
medición permanente de gases, que desarrolla y fabrica una
una empresa moderna, con miras al futuro, para la protección
gama completa de productos, integrándolos en un sistema.
de personas, instalaciones y el medio ambiente.
Este es el único modo posible de desarrollar sistemas óptimos
que puedan satisfacer todas las exigencias del cliente con una
Con aproximadamente 5.500 empleados en todo el mundo
excelente relación prestaciones-precio y con un nivel sin igual
y nuestros propios centros de investigación y desarrollo en
de seguridad y flexibilidad. Bien sea en versión autónoma o
Pittsburgh (EE.UU.), Berlín (Alemania) y Suzhou (China), MSA
integradas en los sistemas de control y monitorización dis-
es uno de los proveedores líderes de las tecnologías de segu-
ponibles, MSA ofrece soluciones a medida.
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12059 Berlin
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Cranberry Township, PA16066
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+1 412 967 33 54
Tel +1 412 967 34 51
Fax E-mail [email protected]
www.MSAsafety.com
tos a nivel mundial.
La tecnología de detección de fugas de gas por ultrasonidos
Actualmente, MSA constituye el referente más impor-
está tan consolidada que ya se utiliza, en todo el mundo, por
tante para equipos de protección personal y tecnología de
la mayoría de los principales productores de petróleo y de
medición de gas, ofreciendo la más amplia gama de produc-
gas.
Sujeto a cambio sin aviso previo
ID 07-490.2 ES/00/02.12
MSA: ¡DETECCIÓN DE FUGAS DE GAS A LA VELOCIDAD DEL SONIDO!
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